某滩涂灰场的稳定及沉降分析

闫 华 林

(中国华电科工集团有限公司，北京 100160)

1 工程概况

某海外燃煤电厂的贮灰场属于海边滩涂灰场，按干式贮灰场设计。厂址地震动峰值加速度值为0.06g，地震基本烈度为6度。灰场占地面积约20×104m2。灰场等级为二级滩涂灰场，设计洪水标准为50年一遇潮位，校核标准为100年一遇潮位。该工程2×660 MW燃煤机组设计煤种的年排放粉煤灰、底渣和石子煤数量为35.26×104t/年。灰场贮灰至设计贮灰高程13.0 m时，灰场的有效总库容约为136×104m3，可供贮灰约4.0年。灰场级别为二级，围堤级别二级。依据水文报告，本工程的设计极端潮位和波浪传播参数如表1，表2所示。

表1 设计极值潮位

表2 设计波要素

2 灰场围堤

灰场围堤按位置分为防波堤和黏土堤，防波堤布置在靠海边一侧，黏土堤布置在灰场的其他侧。灰堤潮位与风浪设计标准为堤外潮位重现期按30年设计，100年校核，堤外风浪重现期按50年设计和校核。

防波堤：防波堤堤顶高程为4.5 m。防波堤顶宽度为4.0 m，平均堤高约4.5 m，堤身采用碾压堆石堤。堆石块的抗压强度大于50 MPa，风化系数大于0.75，软化系数大于0.8，堤外坡1∶2.5，堤内坡1∶1.5。堆石设计干容重γd≥20 kN/m3，黏聚力10 kPa，内摩擦角不小于40°，孔隙率不大于30%。黏土堤：黏土堤堤顶高程为4.5 m，堤顶宽度为3.0 m，平均堤高约4.0 m，堤身采用碾压黏土堤，干砌块石护面，堤外坡为1∶2.5，堤内坡为1∶2.5。黏土设计干容重γd≥18 kN/m3，黏聚力不小于20 kPa，内摩擦角不小于15°，压实度不小于0.95。

3 边坡稳定计算

以防波堤为例，分析边坡的稳定。

3.1 施工阶段边坡稳定计算

靠海侧灰堤平面及剖面分三级加载至4.5 m，见图1。

采用圆弧滑动法计算边坡的稳定系数K，施工四个阶段防波堤外护坡的稳定计算如图2～图5所示。施工阶段边坡包含外护坡和内护坡的稳定系数总结如表3所示，均大于允许值，是稳定的。

表3 施工阶段边坡稳定系数K

3.2 运行阶段高水位、地震作用下的边坡稳定

在运行阶段需考虑以下5种荷载组合：2.5 m水位且无渣；正常水位且5 m灰渣；正常水位且20 kPa施工荷载；高水位且伴有地震荷载；高水位且20 kPa施工荷载。各种荷载组合下的护坡稳定系数如表4所示，均大于允许值，是稳定的。

表4 运行阶段边坡稳定系数K

4 坝体及灰场沉降量计算

施工完毕坝体沉降量如图6所示，最大沉降量为736 mm，在可接受范围。

考虑堆灰后，灰场沉降量如图7所示，最大沉降量为1 639 mm，在可接受范围。

5 结语

对于海边滩涂干式灰场的灰堤设计，本文进行了施工期间和运营期内阶段各种荷载组合下的边坡稳定和沉降计算，对设计人员提供了参考依据。灰堤施工是有一定风险的分项工程，灰堤大面积碾压施工前，还需进行现场碾压试验和室内试验工作，保证碾压后灰堤堆石体、黏土需满足设计要求的参数。